第2章　异步电动机改绕三相正弦绕组

三相正弦绕组是由一套星形绕组和一套角形绕组混接而成的高质量特殊绕组，故又称星-角混合绕组。它具有如下特点：

①正弦绕组可以加强基波磁势的同时，有效地削减五、七次谐波干扰，从而改善电动机性能；

②改绕正弦绕组，特别是双层改绕正弦绕组，即使节距不变，其改绕后的绕组系数也有相当的提高，进而可使运行功率因数提高，而使电动机出力相应增加；

③改绕后，如果从双层改绕单层正弦，除可节省层间绝缘材料外，因槽满率下降而可适当增大正弦绕组的导线截面积，可使定子绕组铜损降低而节约电能，进而提高电动机的运行效率，并降低温升；

④正弦绕组安排的空间相位差缩减为30°相带，使气隙磁势更接近于正弦；从而减少了振动和噪声，使电动机运行更加稳静；

⑤虽然正弦绕组具有很多优点，但不同电动机改绕后的经济效果并非相同，一般来说，高速电动机改绕效果较明显，例如，2、4极电动机改绕后其效率一般可提高2％～4％；此外，还要看原机的质量，若原来设计合理，而附加损耗又很小，则改绕后的效果就不理想，所以最好选JO2、JO3、JO4等系列的正规厂家产品，特别是原用铝线绕组的电机；因其以铝改铜的槽有效空间较大，且铁芯材质也有保证，故此改正弦的效果最佳。

正弦绕组电动机虽属节能电机，但并无系列产品，如用户需要可向厂家订制，修理中偶尔遇到说明其应用存在。对大型企业也有自行改绕的，因此，本书就以旧电机改绕推出本章图例。此外，由于老系列电动机的接线盒为后置式，其接线端在后部，故本章例图若电源相序匹配，则从出轴端对视电动机仍为正（顺时针）旋转。

（1）正弦绕组的构成

正弦绕组是把60°相带绕组每极相分成△形和Y形两部分。由于星形绕组较角形绕组电流滞后30°电角，从而使电机综合电流在定子圆周上的分布更接近于正弦波形，故被称为正弦绕组。正弦绕组的构成是以三相绕组为基础，即将三相绕组每极相所占槽数q一分为二，一部分接成角形绕组，另一部分接成星形绕组，两部分绕组分别按常规独立接线，实质是在一台电机定子上嵌入两套三相绕组，最后将两部分绕组按需接成形或形。

（2）正弦绕组结构参数

①线圈数　正弦绕组总线圈数是Y、△两部分线圈之和，即Q=Qy+Qd。如是双层布线，总线圈数等于槽数；若为单层布线则Q总=Z/2；单双层布线则为非常数，并介于两者之间。

②每组圈数　包括角形（Sd）和星形（Sy）两部分，并分开计量。

③极相槽数　是三相电动机原绕组参数，即q=Z/2pm，正弦绕组将其分成角形（qd）部分和星形（qy）部分，它可以相等，也可不相等。

④并联路数　一般改绕宜取ay=ad，但也可取ay≠ad的。

⑤绕组系数　正弦绕组系数要比改绕前有所提高，但它分成Y、△两部分计算；而总的绕组系数按理应将其折算到主相轴，但其计算相当复杂，故当前的做法是取其两者之平均值。虽然未尽合理，但误差不大。

（3）正弦绕组布接线要点

正弦绕组的基本结构与其他型式三相绕组相同，不同的仅是它的总圈数多一倍，且分成互差30°相位的星、角两套绕组，并同时置于定子铁芯。但在嵌布线上要注意不同规格线圈组的安置，最好是依图嵌入。嵌线方法则与普通电动机一样，不再重述。

正弦绕组的接线型式分两种：一种是形，命名为“内星角形”；另一种是形，命名为“内角星形”。正弦绕组接线虽然复杂，但它由两套相对独立的绕组连接而成；引出线仅3根。因此在接线过程中，进线方位必须按图进行，其相属和首、尾都要严格区分，即使是星形绕组也不允许调反连接。此外，为了便于接线和检查，正弦绕组线圈的导线最好选用不同颜色的漆包线绕制，至少也要用不同色的绝缘套管加以区别属于星形或角形部分。

1）内星角形接线要点

①先将角形部分的线圈（组）按常规逐相接好后，连接成角形，并标出Ud、Vd、Wd三相出线端；

②再把其余星形线圈（组）逐相连接后，尾端连成星点，接成Y形绕组；

③最后把星形绕组的尖端标示Uy、Vy、Wy，并与Ud、Vd、Wd对应相接。

2）内角星形接线要点

①先将角形部分的线圈（组）按常规逐相接好后连接成角形，并标出Ud、Vd、Wd三相头端；

②再把属星形部分的线圈（组）逐相连接后不接星点，但标示相头Uy、Vy、Wy，并作为引出线引出；

③最后将星形的三相尾端分相对应与角形部分的Ud、Vd、Wd分别并接，如例中图（a）。

（4）正弦绕组图例说明

①正弦绕组每例由主、辅图构成，图（a）是辅图，以示意形式表示各槽线圈的相别和极性，辅导绕组的接线；图（b）为主图，用潘氏画法绘制；

②正弦绕组每极相线圈由两部分组成，其中角形线圈有效边用单圈、端部用虚线表示；星形线圈则用双圈及粗实线表示；

③绕组参数中角形部分用脚注“d”表示；星形用“y”表示。

（5）改绕正弦绕组的参数换算

三相电动机（60°相带）绕组改绕正弦绕组后，其绕组参数必须随之改变，并与改绕前后绕组接法有关。改绕计算可参考表2-1中公式。

注：N'，A'——改绕电动机原三相绕组每槽有效导线数和导线截面积；

，Kdp——原三相绕组及改绕后正弦绕组的绕组系数。

由于正弦绕组换算是以原三相电动机数据为基准进行的，所以改绕前后的并联路数要求相同，如改绕后并联路数与原绕组不同时，可先将原绕组换算到改绕后的并联路数再进行正弦绕组参数换算。此外，如当改绕方案不能成立时，也可改变并联路数换算参数后再改绕。例如48槽4极电机原为双层叠式四路并联，若选用单双层布线的正弦绕组方案便无法构成四路并联，这时应先将原绕组变换成二路并联参数后，再换算成二路并联的正弦绕组。

三相正弦绕组以布线型式分为两节，一节是双层布线；另一节为单层及单双层布线。共收入绕组37例，而每例有接线示意图和端面布接线图，故共计彩色74幅。